DE3532434A1

DE3532434A1 - Aus einem kunstfasern enthaltenden faservlies gebildeter formkoerper und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE3532434A1
Application number: DE19853532434
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Tokio/Tokyo Tochikawa
Original assignee: MIDORI CMB KK
Current assignee: MIDORI CMB KK
Priority date: 1985-01-18
Filing date: 1985-09-11
Publication date: 1986-07-24
Also published as: JPS61167071A; US4649014A

Description

Aus einem Kunstfasern enthaltenden Faservlies gebildeter
Formköreer und Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung betrifft einen aus einem Kunstfasern enthaltenden Faservlies gebildeten Formkörper, der durch Erhitzen und Pressen hergestellt ist sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung.
Es sind verschiedene Verfahren bekannt, mit denen Formkörper unter Verwendung von mit Bindemittel versetzten Faservliesen hergestellt werden. Bei diesen Verfahren ergibt sich jedoch eine unerwünschte Verteilung der Komponentenstoffe beim Transport der Bindemittel in Richtung zu den Randbereichen hin während der Erhitzung des Faservlieses. Hieraus ergeben sich unterschiedliche Eigenschaften des Formkörpers an verschiedenen Stellen des Formkörpers.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, einen Formkörper der eingangs genannten Art und ein Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen, bei denen über den gesamten Formkörper hin gleichbleibende Eigenschaften des Formkörpers erreicht werden.
Diese Aufgabe wird gelöst vorrichtungsmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 1 und verfahrensmäßig durch die Merkmale des Anspruchs 6.
Durch die Erfindung wird ein Formkörper und ein Verfahren zu seiner Herstellung geschaffen, der hergestellt ist aus elektrisch leitfähigem Material, wobei das Faservlies, von dem ausgegangen wird, wenigstens eine Art von Kunstfasern sowie ein elektrisch leitfähiges Material, das dem Faservlies zugemischt ist, besteht und das Faservlies erhitzt wird und dann rasch unter Formpressen abgekühlt wird.
Die Vorteile, welche bei der Erfindung erreicht werden, sind folgende. Man erhält einen elektrisch leitfähigen Formkörper mit ausgeglichenen über den gesamten Formkörper hin gleichbleibenden physikalischen, chemischen und thermischen Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich der Elastizität, der Widerstandsfähigkeit gegen 01, der Wärmeisolierung, der Hygroskopizität, der Feuchtigkeitsfestigkeit sowie hinsichtlich mechanischer Eigenschaften, wie beispielsweise Flexibilität, stoßdämpfende Eigenschaften, Widerstandsfestigkeit gegen Durchlässigkeit, Stampffestigkeit und dgl., wobei ein billiges Faservlies als Ausgangsmaterial verwendet werden kann bei der Herstellung des Formkörpers.
Außerdem sind die Formkörper geeignet, statische elektrische Ladung am menschlichen Körper gegen Erde abzuleiten, wobei der Formkörper entsprechend geformt werden kann, so daß er am menschlichen Körper getragen werden kann.
In den beiliegenden Figuren sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Anhand dieser Figuren wird die Erfindung noch näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 eine seitliche Teilansicht eines Faservlieses, das bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird; Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Faservliesheizeinrichtung; Fig. 3 eine seitliche Teilansicht einer flachen Platte, welche nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung geformt ist; Fig. 4 eine seitliche Teilansicht einer gebogenen Platte, welche nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung geformt ist; Fig. 5 eine Draufsicht auf eine Einlegsohle, welche aus einer flachen Platte gemäß Fig. 3 gestanzt ist; Fig. 6 eine Draufsicht auf eine Einlegsohle mit einer Einlage und einem Fersenstück, welche nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung geformt ist; Fig. 7 einen Querschnitt der Einlage nach Fig. 6; Fig. 8 eine Draufsicht auf eine Matte bzw. einen Teppich, welche bzw. welcher nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung hergestellt ist und Fig. 9 einen Querschnitt durch die Matte bzw. durch den Teppich der Fig. 8.
Das Grundmaterial bzw. Ausgangsmaterial bei vorliegender Erfindung ist ein Faservlies, welches hergestellt ist durch gleichförmiges Vermischen der folgenden Kämmlinge: Polypropylen-Kämnlinge Acryl-Kämmlinge Polyester-Kämnlinge verschiedenartige Kämmlinge leitfähiges Material.
Das leitfähige Material kann Kohlefasern, metallisierte Glasfasern, Acrylfasern mit verkupferter Oberfläche, andere leitfähige Fasern mit großem Formfaktor oder leitfähige Substanzen, die zu Pulver, Granulat, Flocken oder in andere geeignete Formen verarbeitet sind, enthalten. Dieses leitfähige Material wird in einer Menge von etwa 1 bis 10 % der gesamten Zusammensetzung zugemischt.
Ein vorstehend beschriebenes Fas.ervlies 1 besitzt eine Dicke von etwa 13 nm, wie es in Fig. 1 dargestellt ist. Dieses Faservlies wird in eine Heißlufttrockenkammer 2 eingebracht, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die von einem Heizer 3 erzeugte Heißluft wird in die Klammer 2 eingebracht und gelangt durch das Faservlies 1 aufgrund der Saugwirkung eines Geläses 4. Heißluft wird auf diese Weise in Zirkulation versetzt, so daß das gesamte Faservlies 1 gleichförmig auf o etwa 170 bis 220 C erhitzt wird, bei welcher Temperatur Polypropylen schmilzt. Das erhitzte Faservlies wird dann in eine Presse bzw. einen Walzverdichter gebracht, wo das 2 Faservlies bei einem Druck von 50 bis 200 kg/cm verdichtet wird, wobei das verdichtete Faservlies gleichzeitig rasch abgekühlt wird unter Bildung einer flachen Platte 5, die in Fig. 3 dargestellt ist. Es kann auch eine gebogene Platte 6 mit einer geeigneten Krümmung, wie sie in Fig. 4 dargestellt ist, hergestellt werden. Die flache bzw. gebogene Platte besitzt eine Dicke von etwa 3 rrm.
Während des Erhitzens des Faservlieses 1 schmilzt das Polypropylen und haftet gleichförmig an den anderen Kämmlingen und dem leitfähigen Material und übernimnt dabei die Rolle eines Bindemittels für die Fasern. Bei der Erfindung ist es daher nicht erforderlich, ein spezielles Bindemittel in das Faservlies einzuarbeiten. Man kann auch eine Platte formen, die eine gewünschte Härte aufweist.
Dies läßt sich durch geeignete Auswahl des Mischverhältnisses der Polypropylen-Kämnlinge erreichen.
Mit dem vorstehend beschriebenen Verfahren läßt sich beispielsweise eine Platte herstellen mit den folgenden Eigenschaften: Härte: 90-95 Elastizität: Keine Rißbildung nach 10.000 bis 30.000-facher Biegebeanspruchung 2 Stampfkraft: 22 - 28 kg/cm Elektrische Leitfähigkeit: Höchstens 10 Q x cm als elektrischer spezifischer Widerstand.
Eine elektrisch leitfähige Einlage 7, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, kann aus einer flachen Platte 5, welche auf die vorstehend beschriebene Art und Weise hergestellt wurde, geschnitten werden. Hierzu dient ein Schneidwerkzeug mit beispielsweise neun Schneidmustern für eine Einlegsohle.
Für die Herstellung einer Einlegsohle 7 ist das Schneiden oder Stanzen einer flachen Platte 5 ein Ausführungsbeispiel. Es ist jedoch auch möglich, die Einlegsohle 7, wie sie in Fig. 5 dargestellt ist, oder eine Einlegsohle 10, welche eine Einlage 8 und ein Fersenstück 9 aufweist, aus einem Stück zu formen, wie es in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist. Hierzu wird das Faservlies 1 in eine Matrize zur Formung der Einlegsohle 7 bzw. in eine Matrize zur Formung der Einlegsohle 10 mit der Einlage und dem Fersenstück eingebracht, wobei das Fasero vlies dann auf etwa 170 bis 200 C erhitzt und dann rasch abgekühlt wird, wobei eine Patrize für das Verdichten bzw. Zusanmendrücken des Faservlieses verwendet wird.
Beim Herstellungsschritt der Platte für die Einlegsohle bzw.
beim Herstellschritt der Einlegsohle kann ein Netz aus rostfreiem Stahl mit feinen Maschen auf die Oberfläche des Faservlieses 1 beim Pressen aufgelegt werden, so daß netzartige Eindrückungen auf der Oberfläche der Platte bzw. der Einlegsohle entstehen. Es kann auch ein Desinfektionsmittel oder desodorierendes Mittel oder es können Kupferdrähte mit desodorierender und desinfizierender Wirkung in das Faservlies 1 eingearbeitet werden.
Gemäß der Erfindung kann die flache Platte 5 bzw. gebogene Platte 6 in verschiedene andere Gegenstände verarbeitet werden, beispielsweise in Matten, Teppiche, Bodenbeläge, Auslegware, Wandverkleidungen, Schichtmaterialien und dgl., welche statische Elektrizität, die sich am menschlichen Körper aufgeladen hat, ableiten können. Hierzu kann die Platte in die gewünschte Form geschnitten werden oder in die gewünschte Form von-Beginn an geformt werden.
Beim vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel wird das Faservlies 1 in seiner Gesamtheit erhitzt. Es ist jedoch auch möglich, das Faservlies 1 nur teilweise zu erhitzen und dann unter Pressen abzukühlen, wobei der gewünschte Gegenstand geformt wird.
Ein Ausführungsbeispiel für den zuletzt beschriebenen Fall wird unter Bezugnahme auf die Fig. 8 und 9, welche eine Matte oder einen Teppich 11 darstellen, beschrieben. Ein Faservlies 12 mit einer bestimmten Fläche und Dicke wird aus den gleichen Stoffen hergestellt wie das Faservlies 1, welches in der Fig. 1'dargestellt ist. Ein umlaufender Randbereich 13 des Faservlieses 12 wird allein gleichmäßig auf etwa 170 o bis 220 C durch einen Heißlufttrockner oder andere geeignete Mittel aufgeheizt und der aufgeheizte Teil wird rasch abgekühlt unter Pressen, wobei ein Druck von 50 bis 200 kg/ 2 cm aufgewendet wird. Hierzu dient eine Presse oder ein Walzenverdichter, so daß der Randbereich des Faservlieses 12 nicht mehr locker oder faserig ist, sondern eine Härte aufweist, die geeignet ist, um die Randteile zweier gleicher Matten miteinander zu verbinden.
Die Erfindung ist auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht beschränkt, sondern kann auch auf andere Art und Weise verwirklicht werden. Beispielsweise kann das Faservlies aus verschiedenen anderen Mischungen mit unterschiedlichen Arten von Kämlingen bestehen. Im nachfolgenden sind hierfür Ausführungsbeispiele beschrieben.
Auch kann das Faservlies auf den Schmelzpunkt oder Erweichungspunkt der in ihm enthaltenen Kunstfasern erhitzt und dann unter Druckanwendung abgekühlt werden, so daß dabei eine elektrisch leitfähige flache oder gebogene Platte entsteht.
o Beispiel 1 für eine Mischung (Schmelzpunkt: 215 - 220 C): Nylon-Kämnlinge Wolle Baumwolle elektrisch leitfähiges Material.
o Beispiel 2 für eine Mischung (Schmelzpunkt: 250 - 260 C): Nylon 66-Kämlinge Wolle elektrisch leitfähiges Material.
o Beispiel 3 für eine Mischung (Schmelzpunkt: 350 C): Phenol fasern Wolle elektrisch leitfähiges Material.
0 Beispiel 4 für eine Mischung (Schmelzpunkt: 350 C): Fluorhaltige Fasern Wolle elektrisch leitfähiges Material.
o Beispiel 5 für eine Mischung (Schmelzpunkt: 255 - 260 C): Fluorhaltige Fasern Glasfasern elektrisch leitfähiges Material.
Beispiel 6 für eine Mischung: Polyester-Kämnlinge Wolle Baumwolle elektrisch leitfähiges Material.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel wird ein Faservlies mit einer der vorstehend aufgelisteten Zusammensetzungen sowie ein weiteres Faservlies mit einer Zusammensetzung, das beim Erhitzen nicht schmilzt oder erweicht und welches kein elektrisch leitfähiges Material enthält, aufeinandergelegt.
Die beiden aufeinanderliegenden Faservliese werden auf den Schmelz- bzw. Erweichungspunkt der verwendeten Kunstfasern erhitzt und dann abgekühlt unter Anwendung von Druck, so daß das Laminat in eine flache Platte oder einfach gebogene Platte geformt wird. Diese besitzt eine elektrische Leitfähigkeit an einer Oberflächenseite, wobei diese Oberflächenseite gehärtet ist und die andere Oberflächenseite weich bleibt.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel wird ein Faservlies verwendet, das beim Erhitzen nicht schmilzt bzw. erweicht und elektrisch leitfähiges Material enthält oder nicht enthält.
Dieses Faservlies wird zwischen zwei Faservliesblätter gelegt, die eine Zusamnensetzung nach einem der vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele besitzen. Auf diese Weise entsteht eine Dreischichtanordnung und das dreischichtige Laminat wird auf den Schmelzpunkt bzw. Erweichungspunkt der verwendeten Kunstfasern erhitzt und dann abgekühlt unter Druckanwendung, so daß eine flache oder einfach gebogene Platte entsteht. Diese ist elektrisch leitfähig und an beiden Oberflächenseiten gehärtet, jedoch dazwischen weich.
Bei den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen wird das Faservlies in eine flache oder gebogene Platte durch gesamtes oder teilweises Erhitzen auf den Schmelz- bzw. Erweichungspunkt der Kunstfasern und anschließendes Abkühlen bei Druckanwendung geformt. Außer diesen relativ einfachen Formen einer flachen oder gebogenen Platte können auch andere Gegenstände mit komplizierter Gestalt beim Abkühlen unter Druckanwendung hergestellt werden. Dabei wird die im Formwerkzeug durch Abkühlen und Druckanwendung geformte Platte gleichzeitig durch Stanzen oder Schneiden in die gewünschte Form gebracht. Ferner ist es möglich, daß nach der Formgebung beim Abkühlen unter Druckanwendung ein gesamtes oder teilweises Wiedererhitzen auf den Schmelzpunkt bzw. Erweichungspunkt der Kunstfasern in der Form durchgeführt wird, beispielsweise mit Hilfe eines Trockners, mit Hilfe einer Heißpresse, mit Hilfe eines Vorerhitzers oder anderen geeigneten Mitteln. Auch kann der Formling in einem Werkzeug ganz oder teilweise mit Hilfe geeigneter Heizeinrichtungen aufgeheizt werden. Bei der Verwendung der Zusammensetzungen nach den Mischungsbeispielen 3 bis 5 ist es möglich, Formkörper verschiedener Formen herzustellen, die eine hohe Flamnenbeständigkeit aufweisen.
Bei der Erfindung ergeben sich die Schwierigkeiten unerwünschter Komponentenverteilung des Faservliesmaterials aufgrund von Bindemittelfluß in Richtung zu den Randbereichen des Faservlieses hin beim Erhitzen nicht. Diese Schwierigkeiten treten bei herkönmlichen Faservliesen auf, die mit Bindemitteln versetzt sind. Unterschiedliche Eigenschaften des hergestellten Produkts an unterschiedlichen Stellen des Produkts werden daher vollständig vermieden. Unter Zuhilfenahme von billigen Ausgangsstoffen können elektrisch leitfähige Formkörper hergestellt werden mit hervorragenden physikalischen, chemischen und thermischen Eigenschaften, beispielsweise hinsichtlich der Elastizität, der Ölwiderstandsfestigkeit, der Wärmeisolierung, der Feuchtewiderstandsfähigkeit bzw. Wasserbeständigkeit, der Hydroskopizität und der Fähigkeit, Feuchtigkeit freizugeben und dgl.
mehr. Ferner besitzen die Formkörper hervorragende mechanische Eigenschaften, insbesondere hinsichtlich Biegsamkeit, Stoßdämpfung, Undurchlässigkeit, Stampffestigkeit und dgl.
mehr. Die hervorragenden Eigenschaften sind gleichförmig über das gesamte Produkt hin verteilt. Die herstellbaren Gegenstände, beispielsweise Matten1 Wandverkleidungen, Einlegsohlen von Schuhen und dgl. können statische Elektrizität, die sich am menschlichen Körper aufgeladen hat, nach Erde ableiten. Mit der Erfindung können Produkte und Teile hergestellt werden, die elektrisch leitfähig sind. Das Herstellungsverfahren ist einfach und für die Massenproduktion geeignet. Insbesondere bei der Herstellung von Einlegsohlen aus einer Platte oder Einlegsohlen, die durch den von der Erfindung vorgeschlagenen Formprozeß hergestellt sind, erfüllen die wesentlichen Funktionen einer Einlegsohle.
Sie ermöglichen ein rasches Festnageln beim Befestigen am Fersenteil und werden nicht abgebogen, selbst wenn ein Druck dabei ausgeübt wird. Es ist daher möglich, Schwierigkeiten bei der Schuhherstellung zu vermeiden. Da die Einlegsohle über ihren gesamten Aufbau hin elektrisch leitfähig ist, ist sie geeignet für die Verwendung in elektrisch leitfähigen Schuhen bzw. elektrostatischen Schuhen. Wenn bei der Herstellung von elektrisch leitfähigen oder elektrostatischen Schuhen eine nach der Erfindung hergestellte Einlegsohle verwendet wird, ist diese Einlegsohle völlig frei von Falten, Auffaserungen und abstehenden Fasern an solchen Teilen, die Biegebeanspruchungen und Streckbeanspruchungen beim Gebrauch unterworfen sind. Selbst wenn Wasser in den Schuh beim Gebrauch eindringen soll, schwillt die Einlegsohle nicht an, sondern behält über einen langen Zeitraum hin ihre ursprüngliche Festigkeit bei.
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Claims

Aus einem Kunstfasern enthaltenden Faservlies gebildeter ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~ ~~~~~~~~~ Formkörper und Verfahren zu seiner Herstellung Patentansprüche: 1. Aus einem Kunstfasern enthaltenden Faservlies gebildeter Formkörper, der durch Erhitzen und Pressen hergestellt ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Faservlies (1, 12) wenigstens eine Art von Kunstfasern aufweist, die mit einem elektrisch leitfähigen Material vermischt sind.
2. Formkörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das elektrisch leitfähigelXlaterial aus elektrisch leitfähigen Fasern zusamrlengesetzt ist.
3. Formkörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das elektrisch leitfähige Material eine elektrisch leitfähige pulverige Substanz ist.
4. Formkörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das elektrisch leitfähige Material ein elektrisch leitfähiges Granulat ist.
5. Formkörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das elektrisch leitfähige Material elektrisch leitfähige Flocken sind.
6. Verfahren zur Herstellung eines Formkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei dem ein Kunstfasern enthaltendes Faservlies erhitzt und durch Pressen geformt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das wenigstens eine Art von Kunstfasern enthaltende mit einem elektrisch leitfähigen Material ganz oder teilweise durchmischte Faservlies auf die Schmelz- oder Erweichungstemperatur der Kunstfasern erhitzt und anschließend unter Verdichtung zur Erzielung eines Formkörpers mit gewünschter Gestalt abgekühlt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß zunächst eine flache oder einfach gebogene Platte beim Abkühlen durch gleichzeitiges Formpressen gebildet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß aus der Platte ein Formkörper mit gewünschter Gestalt ausgestanzt wird, wobei gleichzeitig oder im Anschluß daran der Körper ganz oder teilweise auf den Schmelz- bzw. Erweichungspunkt wieder erhitzt wird und anschließend unter gleichzeitiger Druckanwendung in dem Stanzwerkzeug abgekühlt wird, so daß ein Formkörper mit relativ komplizierter Gestalt erhalten wird.
9. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß aus der Platte ein Formkörper mit gewünschter Gestalt gestanzt wird, wobei gleichzeitig oder anschließend daran der Körper unter Druckanwendung in der Stanzform zur Erzielung der gewünschten Form abgekühlt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 7, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Platte in eine gewünschte Form gestanzt wird, wobei gleichzeitig oder anschließend daran der Formkörper in der Stanzform, die ganz oder teilweise erhitzt ist, durch Druckanwendung verdichtet wird, so daß der gewünschte Gegenstand mit komplizierter Gestalt entsteht.